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公開番号2025042924
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-28
出願番号2023150131
出願日2023-09-15
発明の名称信号伝達装置、電子機器、車両
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類H04L 25/02 20060101AFI20250321BHJP(電気通信技術)
要約【課題】モード切替を行わずに絶縁素子を削減する。
【解決手段】信号伝達装置400は、信号INの論理レベルが切替わったときに信号INH及びINLの一方をパルス駆動する送信回路412と、信号INH及びINLに応じて信号OUTの論理レベルを切替える受信回路423と、送信回路412と受信回路423との間を絶縁しつつ信号INH及びINLをそれぞれ伝達する絶縁回路430を備える。送信回路412は、信号INの論理レベルが切替わったときに信号INH及びINLの一方をパルス駆動した後、シリアル通信を行うときには所定の通信プロトコルに準拠して信号INH及びINLの一方をパルス駆動する。受信回路423は、信号INH及びINLの一方に応じて信号OUTの論理レベルを切り替えた後、信号INH及びINLの前記一方が通信プロトコルに準拠するか否かを検出してシリアル通信の成立/破棄を決定する。
【選択図】図14
特許請求の範囲【請求項１】
第１パルス信号の論理レベルが切り替わったときに第２パルス信号及び第３パルス信号の一方をパルス駆動するように構成される送信回路と、
前記第２パルス信号及び前記第３パルス信号に応じて第４パルス信号の論理レベルを切り替えるように構成される受信回路と、
前記送信回路と前記受信回路との間を絶縁しつつ前記第２パルス信号及び前記第３パルス信号をそれぞれ伝達するように構成される絶縁回路と、
を備え、
前記送信回路は、前記第１パルス信号の論理レベルが切り替わったときに前記第２パルス信号及び前記第３パルス信号の一方をパルス駆動した後、シリアル通信を行うときには所定の通信プロトコルに準拠して前記第２パルス信号及び前記第３パルス信号の前記一方をパルス駆動し、
前記受信回路は、前記第２パルス信号及び前記第３パルス信号の前記一方に応じて前記第４パルス信号の論理レベルを切り替えた後、前記第２パルス信号及び前記第３パルス信号の前記一方が前記通信プロトコルに準拠しているか否かを検出して前記シリアル通信を成立させるか破棄するかを決定する、信号伝達装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記受信回路は、前記第２パルス信号及び前記第３パルス信号の前記一方がリセットパルスであるときにも前記シリアル通信を破棄する、請求項１に記載の信号伝達装置。
【請求項３】
入力パルス信号の論理レベルが切り替わったときにスルーレート選択信号が第１論理レベルであれば第１ライズ信号及び第１フォール信号の一方をパルス駆動して前記スルーレート選択信号が第２論理レベルであれば第２ライズ信号及び第２フォール信号の一方をパルス駆動するように構成される第１送信回路と、
前記第１ライズ信号及び前記第１フォール信号に応じて第１スルーレートで出力パルス信号の論理レベルを切り替えて前記第２ライズ信号及び前記第２フォール信号に応じて前記第１スルーレートとは異なる第２スルーレートで前記出力パルス信号の論理レベルを切り替えるように構成される第１受信回路と、
前記第１送信回路と前記第１受信回路との間を絶縁しつつ前記第１ライズ信号、前記第２ライズ信号、前記第１フォール信号及び前記第２フォール信号をそれぞれ伝達するように構成される第１絶縁回路と、
を備え、
前記第１送信回路は、前記入力パルス信号の立上りに応じて前記第１ライズ信号又は前記第２ライズ信号をパルス駆動した後、前記第１絶縁回路を介した第１シリアル通信を行うときには所定の通信プロトコルに準拠して前記第１ライズ信号及び前記第２ライズ信号をそれぞれパルス駆動し、前記入力パルス信号の立下りに応じて前記第１フォール信号又は前記第２フォール信号をパルス駆動した後、前記第１シリアル通信を行うときには前記通信プロトコルに準拠して前記第１フォール信号及び前記第２フォール信号をそれぞれパルス駆動し、
前記第１受信回路は、前記第１ライズ信号又は前記第２ライズ信号に応じて前記出力パルス信号の論理レベルを切り替えた後には、前記第１ライズ信号及び前記第２ライズ信号が前記通信プロトコルに準拠しているか否かを検出して前記第１シリアル通信を成立させるか破棄するかを決定し、前記第１フォール信号又は前記第２フォール信号に応じて前記出力パルス信号の論理レベルを切り替えた後には、前記第１フォール信号及び前記第２フォール信号が前記通信プロトコルに準拠しているか否かを検出して前記第１シリアル通信を成立させるか破棄するかを決定する、信号伝達装置。
【請求項４】
前記出力パルス信号の論理レベルが切り替わったときに第３ライズ信号及び第３フォール信号の一方をパルス駆動するように構成される第２送信回路と、
前記第３ライズ信号及び前記第３フォール信号に応じて帰還パルス信号の論理レベルを切り替えるように構成される第２受信回路と、
前記第２送信回路と前記第２受信回路との間を絶縁しつつ前記第３ライズ信号及び前記第３フォール信号をそれぞれ伝達するように構成される第２絶縁回路と、
をさらに備え、
前記第２送信回路は、前記出力パルス信号の論理レベルが切り替わったときに前記第３ライズ信号及び前記第３フォール信号の一方をパルス駆動した後、前記第２絶縁回路を介した第２シリアル通信を行うときには前記通信プロトコルに準拠して前記第３ライズ信号及び前記第３フォール信号の前記一方をパルス駆動し、
前記第２受信回路は、前記第３ライズ信号及び前記第３フォール信号の前記一方に応じて前記帰還パルス信号の論理レベルを切り替えた後、前記第１シリアル通信が実行中であるか否かに応じて前記第２シリアル通信を成立させるか破棄するかを決定する、請求項３に記載の信号伝達装置。
【請求項５】
前記第１送信回路は、前記入力パルス信号の論理レベルが切り替わったときに前記第１ライズ信号、前記第２ライズ信号、前記第１フォール信号及び前記第２フォール信号のいずれかをパルス駆動した後、前記帰還パルス信号の論理レベルが切り替わるまで前記第１シリアル通信の開始を待機する、請求項４に記載の信号伝達装置。
【請求項６】
前記第１送信回路は、前記入力パルス信号の論理レベルが切り替わったときに前記第１ライズ信号、前記第２ライズ信号、前記第１フォール信号及び前記第２フォール信号のいずれかをパルス駆動した後、所定の時間が経過するまで前記第１シリアル通信の開始を待機する、請求項４に記載の信号伝達装置。
【請求項７】
前記第２受信回路は、前記帰還パルス信号の出力機能がオン／オフされる、請求項４に記載の信号伝達装置。
【請求項８】
前記第１送信回路及び前記第２受信回路が集積化される第１ダイと、
前記第２送信回路及び前記第１受信回路が集積化される第２ダイと、
前記第１絶縁回路及び前記第２絶縁回路が集積化される第３ダイと、
を備え、
前記第１ダイ、前記第２ダイ及び前記第３ダイは、単一のパッケージに封止される、請求項５に記載の信号伝達装置。
【請求項９】
パワートランジスタと、前記パワートランジスタのゲートを駆動するように構成される絶縁ゲートドライバＩＣと、を備え、前記絶縁ゲートドライバＩＣは、請求項１～８のいずれか一項に記載の信号伝達装置である、電子機器。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子機器を備える、車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、信号伝達装置、電子機器、及び、車両に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、一次回路系と二次回路系との間を電気的に絶縁しつつ、一次回路系と二次回路系との間で信号を伝達する信号伝達装置は、様々なアプリケーション（電源装置又はモータ駆動装置など）に用いられている。
【０００３】
なお、上記に関連する従来技術の一例としては、本願出願人による特許文献１を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２２／０７０９４４号
【０００５】
［概要］
しかしながら、従来の信号伝達装置では、絶縁素子を削減する余地があった。
【０００６】
例えば、本開示に係る信号伝達装置は、第１パルス信号の論理レベルが切り替わったときに第２パルス信号及び第３パルス信号の一方をパルス駆動するように構成される送信回路と、前記第２パルス信号及び前記第３パルス信号に応じて第４パルス信号の論理レベルを切り替えるように構成される受信回路と、前記送信回路と前記受信回路との間を絶縁しつつ前記第２パルス信号及び前記第３パルス信号をそれぞれ伝達するように構成される絶縁回路と、を備え、前記送信回路は、前記第１パルス信号の論理レベルが切り替わったときに前記第２パルス信号及び前記第３パルス信号の一方をパルス駆動した後、シリアル通信を行うときには所定の通信プロトコルに準拠して前記第２パルス信号及び前記第３パルス信号の前記一方をパルス駆動し、前記受信回路は、前記第２パルス信号及び前記第３パルス信号の前記一方に応じて前記第４パルス信号の論理レベルを切り替えた後、前記第２パルス信号及び前記第３パルス信号の前記一方が前記通信プロトコルに準拠しているか否かを検出して前記シリアル通信を成立させるか破棄するかを決定する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、信号伝達装置の基本構成を示す図である。
図２は、トランスチップの基本構造を示す図である。
図３は、２チャンネル型のトランスチップとして用いられる半導体装置の斜視図である。
図４は、図３に示す半導体装置の平面図である。
図５は、図３の半導体装置において低電位コイルが形成された層を示す平面図である。
図６は、図３の半導体装置において高電位コイルが形成された層を示す平面図である。
図７は、図６に示すVIII-VIII線に沿う断面図である。
図８は、図７に示す領域XIIIの拡大図（分離構造）を示す図である。
図９は、トランスチップのレイアウト例を模式的に示す図である。
図１０は、信号伝達装置の詳細構成を示す図である。
図１１は、信号伝達装置を搭載する電子機器の一構成例を示す図である。
図１２は、動作モードの切替制御を示す図である。
図１３は、動作モードの誤遷移を示す図である。
図１４は、信号伝達装置の第１実施形態を示す図である。
図１５は、第１実施形態の信号伝達動作を示す図である。
図１６は、信号伝達装置の第２実施形態を示す図である。
図１７は、第２実施形態の信号伝達動作（通信成立）を示す図である。
図１８は、通信不成立の第１例を示す図である。
図１９は、通信不成立の第２例を示す図である。
図２０は、通信不成立の第３例を示す図である。
図２１は、車両の外観を示す図である。
【０００８】
［詳細な説明］
＜信号伝達装置（基本構成）＞
図１は、信号伝達装置の基本構成を示す図である。本構成例の信号伝達装置２００は、一次回路系２００ｐ（ＶＣＣ１－ＧＮＤ１系）と二次回路系２００ｓ（ＶＣＣ２－ＧＮＤ２系）との間を絶縁しつつ、一次回路系２００ｐから二次回路系２００ｓにパルス信号を伝達し、二次回路系２００ｓに設けられたスイッチ素子（不図示）のゲートを駆動する半導体集積回路装置（いわゆる絶縁ゲートドライバＩＣ）である。例えば、信号伝達装置２００は、コントローラチップ２１０と、ドライバチップ２２０と、トランスチップ２３０と、を単一のパッケージに封止して成る。
【０００９】
コントローラチップ２１０は、電源電圧ＶＣＣ１（例えばＧＮＤ１基準で最大７Ｖ）の供給を受けて動作する半導体チップである。コントローラチップ２１０には、例えば、パルス送信回路２１１と、バッファ２１２及び２１３が集積されている。
【００１０】
パルス送信回路２１１は、入力パルス信号ＩＮに応じて送信パルス信号Ｓ１１及びＳ２１を生成するパルスジェネレータである。より具体的に述べると、パルス送信回路２１１は、入力パルス信号ＩＮがハイレベルである旨を通知するときには、送信パルス信号Ｓ１１のパルス駆動（単発または複数発の送信パルス出力）を行い、入力パルス信号ＩＮがローレベルである旨を通知するときには、送信パルス信号Ｓ２１のパルス駆動を行う。すなわち、パルス送信回路２１１は、入力パルス信号ＩＮの論理レベルに応じて、送信パルス信号Ｓ１１及びＳ２１のいずれか一方をパルス駆動する。
（【００１１】以降は省略されています）

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